Composición de poliéster.

Composición polimérica, caracterizada por que comprende desde 1 a 99% en peso de por lo menos un poliéster aromático (PA) que comprende sustancialmente unidades repetitivas derivadas de por lo menos un ácido aromático polifuncional heterocíclico de origen renovable y desde 99 a 1% en peso de por lo menos un segundo poliéster alifático-aromático (PEAA).

Composición de poliéster.

La presente invención se refiere a una composición polimérica que comprende, por lo menos, dos poliésteres que presentan propiedades mecánicas mejoradas, en particular, un buen equilibrio entre la resistencia última a la tracción, el módulo de elasticidad y el alargamiento a la rotura. Esta composición es particularmente adecuada para la producción de artículos manufacturados, tales como películas, objetos moldeados, objetos termoformados o artículos expandidos.

A lo largo de los años, los materiales poliméricos se han extendido cada vez más debido a su versatilidad, su facilidad de procesamiento y su bajo coste. Sin embargo, su uso creciente en sectores de aplicación cada vez más avanzados tecnológicamente exige el continuo desarrollo de nuevos materiales con unas propiedades mecánicas y un rendimiento durante el uso cada vez mejores, dos características a menudo aparentemente irreconciliables; por ejemplo, un elevado módulo de elasticidad junto con unos excelentes alargamiento a la rotura y resistencia última a la tracción, o unas buenas características de manejabilidad asociadas con una temperatura de funcionamiento continuo elevada.

El uso generalizado de materiales poliméricos convencionales también ha dado lugar a la aparición de problemas ambientales cada vez mayores asociados con el consumo de los recursos (materias primas) procedentes de carbono no renovable.

Por consiguiente, existe el problema de identificar nuevos materiales poliméricos capaces de garantizar un alto rendimiento durante su utilización, un buen equilibrio entre las propiedades mecánicas y, en particular, entre la resistencia última a la tracción, el módulo de elasticidad y el alargamiento a la rotura, unas buenas propiedades de manejabilidad asociadas con temperaturas de funcionamiento continuo elevadas y la capacidad de reducir los problemas ambientales asociados con el consumo de recursos (materia prima) procedentes de carbono no renovable.

Partiendo del problema técnico expuesto anteriormente, se ha descubierto, sorprendentemente, que es posible obtener una nueva composición polimérica con propiedades mecánicas mejoradas capaz de reducir significativamente el impacto ambiental en términos de consumo de recursos de carbono no renovables seleccionando adecuadamente la naturaleza y los porcentajes de composición de los polímeros.

En particular, la composición polimérica según la presente invención se caracteriza por el hecho de que comprende entre el 1% y el 99%, preferentemente entre el 2% y el 95%, y más preferentemente entre el 5% y el 5% en peso, por lo menos, de un primer poliéster aromático (PA) que comprende, sustancialmente, unidades repetitivas derivadas, por lo menos, de un ácido aromático heterocíclico con múltiples grupos funcionales procedente de una fuente renovable, y entre el 99% y el 1%, preferentemente entre el 98% y el 5% y más preferentemente entre el 95% y el 5% en peso de, por lo menos, un segundo poliéster alifático-aromático (PEAA).

En el contexto de la presente Invención, los productos que se obtienen de fuentes que, por sus características intrínsecas, se regeneran o no pueden agotarse en la escala de tiempo de una vida humana y, por extensión, cuyo uso no afectará a los recursos naturales para las generaciones futuras, deben considerarse de origen renovable. La utilización de productos de origen renovable también ayuda a reducir el CO2 atmosférico y la utilización de recursos no renovables. Un ejemplo típico de fuente renovable comprende los cultivos vegetales.

El poliéster PA comprende, sustanclalmente, unidades repetitivas que comprenden, por lo menos, un ácido heterocíclico aromático de origen renovable con múltiples grupos funcionales. El poliéster PA puede ser de tipo diácido-diol o de tipo hidroxiácido, o mezclas de los dos.

Entre los ejemplos de ácidos heterocícllcos aromáticos de origen renovable con múltiples grupos funcionales se encuentran los ácidos que comprenden un anillo de furano, como el ácido 2,5-furanodicarboxílico y el ácido 5- hidroximetil-2-furanocarboxílico.

En cuanto a los poliésteres PA de tipo diácido-diol, además de los ácidos aromáticos de origen renovable con múltiples grupos funcionales, las unidades repetitivas comprenden dioles.

Entre los ejemplos de dioles se Incluyen el 1,2-etanodiol, el 1,2-propanodiol, el 1,3-propanodiol, el 1,4-butanodiol, el 1,5-pentanodlol, el 1,6-hexanodlol, el 1,7-heptanodiol, el 1,8-octanodiol, el 1,9-nonanodiol, el 1,1-decanodiol, el 1,11-undecanodlol, el 1,12-dodecanodlol, el 1,13-tridecanodiol, el 1,4-ciclohexanodimetanol, el propilenglicol, el neopentllgllcol, el 2-metll-1,3-propanodlol, el dianhidrosorbitol, el dianhidromanitol, el dianhidroiditol, el clclohexanodlol, el clclohexanometanodlol y sus mezclas. Entre estos dioles, son particularmente preferentes el 1,2- etanodiol, el 1,3-propanodlol y el 1,4-butanodlol, y sus mezclas. En una forma de realización preferente, los dioles del poliéster PA comprenden, por lo menos, el 4% en moles, y preferentemente, por lo menos, el 5% en moles, de 1,4-butanodlol con respecto a los moles totales de dioles.

El 1,2-etanodiol, el 1,3-propanodiol y el 1,4-butanodiol pueden producirse, ventajosamente, a partir de fuentes renovables mediante procesos químicos y/o bioquímicos conocidos.

En el contexto de la presente invención, el término "que comprende sustancialmente" se refiere al hecho de que el poliéster PA puede comprender opclonalmente, además de sus monómeros básicos, otros componentes en cantidades que no alteren la función y/o la estructura básica del poliéster. Estos componentes, por ejemplo hidroxiácidos alifáticos, moléculas largas con dos grupos funcionales o moléculas con múltiples grupos funcionales, se pueden añadir durante el proceso de obtención del poliéster PA o durante cualquier etapa posterior del procesamiento.

Además de los monómeros básicos, de hecho, el poliéster PA puede Incluir, por lo menos, un hldroxlácldo alifático en un porcentaje no superior al 3%, preferentemente de no más del 2% en moles con respecto a los moles de ácidos aromáticos de origen renovable con múltiples grupos funcionales. Un ejemplo de hldroxlácldo adecuado es el ácido láctico. Los hidroxiácidos se pueden insertar en la cadena como tales o se pueden hacer reaccionar primero con un monómero de la base del poliéster PA.

Ventajosamente, uno o más ácidos aromáticos con múltiples grupos funcionales, preferentemente de tipo ácido itálico y más preferentemente el ácido tereftálico, también se pueden añadir en una cantidad de hasta el 49%, y preferentemente de hasta el 3% en moles con respecto a los moles de ácidos aromáticos de origen renovable con múltiples grupos funcionales.

También se pueden añadir en cantidades no superiores al 1% moléculas largas con dos grupos funcionales y con grupos funcionales que no se encuentran en posición terminal. Son ejemplos de ello los ácidos dímeros, el ácido ricinoleico y los ácidos que incorporan grupos epoxi.

También se pueden añadir ventajosamente una o más moléculas con múltiples grupos funcionales al poliéster PA en una cantidad comprendida entre el ,1% y el 1% en moles con respecto a la cantidad de ácidos dicarboxílicos (incluyendo cualquier hidroxiácido) a fin de obtener productos ramificados. Son ejemplos de estas moléculas el glicerol, el pentaeritritol, el trimetilolpropano, el ácido cítrico, el dipentaeritritol, el monoanhidrosorbitol, el monohidromanitol y los triglicéridos ácidos.

También pueden estar presentes aminas, aminoácidos y aminoalcoholes en un porcentaje de hasta el 3% en moles con respecto a todos los demás componentes.

El peso molecular Mn del poliéster PA está comprendido, preferentemente, entre 1. y 2., y más preferentemente entre 4. y 15.. El índice de polidispersidad M^/Mn está comprendido entre 1,2 y 1, y más preferentemente entre 1,5 y 5.

El peso molecular Mn se puede medir por cromatografía de permeación en gel (CPG). La determinación se puede llevar a cabo utilizando un sistema cromatográfico mantenido a 4°C, un conjunto de tres columnas en serie (diámetro de partícula de 5 pm y porosidades de 5 Á, 1. Á y 1. Á, respectivamente), un detector de índice de refracción, cloroformo como eluyente (caudal de 1 ml/min) y poliestireno como patrón de referencia.

Si se utiliza para aplicaciones típicas de materiales plásticos (por ejemplo, para la formación de películas de burbujas, moldeo por inyección, formación de espuma, etc.), el índice de fluidez (MFR) del poliéster PA está comprendido preferentemente entre 5 g/1 min y 1 g/1 min, más preferentemente entre 1 g/1 min y 1 g/1 min (medición... [Seguir leyendo]

1. Composición polimérica, caracterizada por que comprende desde 1 a 99% en peso de por lo menos un poliéster aromático (PA) que comprende sustancialmente unidades repetitivas derivadas de por lo menos un ácido aromático polifuncional heterocíclico de origen renovable y desde 99 a 1% en peso de por lo menos un segundo poliéster alifático-aromático (PEAA).

2. Composición polimérica según la reivindicación 1, caracterizada por que dicho poliéster aromático que comprende sustancialmente unidades repetitivas derivadas de por lo menos un ácido aromático polifuncional heterocíclico de origen renovable es de tipo diácido-diol.

3. Composición polimérica según la reivindicación 2, caracterizada por que dicho ácido aromático polifuncional heterocíclico de origen renovable es el ácido 2,5-furanodicarboxílico.

4. Composición polimérica según la reivindicación 2, caracterizada por que dicho diol es seleccionado de entre 1,2- etanodiol, 1,2-propanodiol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,7-heptanodiol, 1,8- octanodiol, 1,9-nonanodiol, 1,1-decanodiol, 1,11-undecanodiol, 1,12-dodecanodiol, 1,13-tridecanodiol, 1,4- ciclohexanodimetanol, propilenglicol, neopentilglicol, 2-metil-1,3-propanod¡ol, dianhidrosorbitol, dianhidromanitol, dianhidroiditol, ciclohexanodiol, ciclohexanometanodiol y mezclas de los mismos.

5. Composición polimérica según la reivindicación 4, caracterizada por que dicho diol es 1,2-etanodiol, 1,3- propanodiol, 1,4-butanodiol y mezclas de los mismos.

6. Composición polimérica según la reivindicación 5, caracterizada por que dicho diol está constituido por al menos 4% en moles con respecto al contenido de diol molar total de 1,4-butanodiol.

7. Composición polimérica según la reivindicación 1, caracterizada por que dicho poliéster aromático constituido sustancialmente por unidades repetitivas derivadas de por lo menos un ácido aromático polifuncional heterocíclico de origen renovable es de tipo hidroxiácido.

8. Composición polimérica según la reivindicación 7, caracterizada por que dicho ácido aromático polifuncional heterocíclico de origen renovable es el ácido 5-hidroximetil-2-furanocarboxílico.

9. Composición polimérica según la reivindicación 1, caracterizada por que dicho poliéster alifático-aromático es biodegradable.

1. Composición polimérica según la reivindicación 9, caracterizada por que dicho poliéster alifático-aromático biodegradable es un copoliéster que comprende unidades repetitivas derivadas de ácido aromático de tipo ácido itálico, diácidos alifáticos y dioles alifáticos.

11. Composición polimérica según la reivindicación 1, caracterizada por que dicho copoliéster comprende, con respecto al contenido de diácido molar total, 1-9% en moles de ácidos aromáticos.

12. Composición polimérica según la reivindicación 9, caracterizada por que dicho poliéster alifático-aromático biodegradable es un copoliéster que comprende unidades repetitivas derivadas de ácido heterocíclico aromático de origen renovable, diácidos alifáticos y dioles alifáticos.

13. Composición polimérica según la reivindicación 12, caracterizada por que dicho copoliéster comprende, con respecto al contenido de diácido molar total, 5-9% en moles de ácidos aromáticos.

14. Composición polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, utilizada en mezcla con poliolefinas, poliésteres no biodegradables, uretanos de poliéster y de poliéter, poliuretanos, poliamidas, poliaminoácidos, poliureas, poliéteres, policarbonatos, óxido de polietileno y mezclas de los mismos.

15. Composición polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, utilizada en mezcla con uno o más polímeros biodegradables de origen sintético o natural.

16. Mezcla que comprende la composición polimérica según la reivindicación 15 y uno o más polímeros biodegradables de origen sintético o natural, caracterizada por que dichos polímeros biodegradables de origen sintético son poliésteres alifáticos de tipo diácido-diol, hidroxiácido o poliéster-éter.

17. Mezcla que comprende la composición polimérica según la reivindicación 15 y uno o más polímeros biodegradables de origen sintético o natural, caracterizada por que dichos polímeros biodegradables de origen natural son almidón, celulosa, quitina, quitosano, alginatos, proteínas, cauchos naturales, ácido de colofonia y sus derivados, ligninas y derivados de los mismos.

18. Mezcla según la reivindicación 17, caracterizada por que dicho almidón se utiliza en forma desestructurada, gelatinizada o de carga.

19. Utilización de la composición polimérica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 o de la mezcla según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, para producir:

- películas mono- y biorientadas, y películas multlcapa con otros materiales pollmérlcos;

películas para su utilización en el sector agrícola, tales como películas para su utilización en acolchado del suelo;

- películas adherentes para su utilización con alimentos, para balas en agricultura y para envolver desechos;

- sacos y bolsas de basura para la recogida de residuos orgánicos, tal como la recogida de restos de comida y residuos de jardinería;

- envases de alimentos termoformados, mono- y multicapa, como en recipientes para leche, yogur, carnes, bebidas, etc.;

revestimientos obtenidos utilizando el método de revestimiento por extrusión;

- laminados multicapa con capas de papel, plástico, aluminio o películas metalizadas;

bolas expandidas o expansibles para la producción de piezas obtenidas por sinterización;

productos expandidos y semiexpandidos, que incluyen bloques de espuma formados utilizando partículas preexpandldas;

- láminas de espuma, láminas de espuma termoformadas y recipientes obtenidos a partir de las mismas para su utilización en envases para alimentos;

- recipientes para frutas y verduras en general;

- compuestos con almidón gelatinizado, desestructurado y/o complejado, almidón natural, harinas o cargas naturales vegetales o inorgánicas;

- fibras, microflbras, mlcroflbras compuestas en las que el núcleo está constituido por polímeros rígidos, tales como PLA, PET, PTT, y la envoltura está constituida por el poliéster biodegradable según la invención, fibras compuestas de mezcla, fibras con diferentes secciones, de circular a multilobulada, fibras cortadas, tejidos no tejidos y tejidos o de filamento continuo o termoadheridos para su utilización en productos sanitarios y de higiene, y en los sectores agrícola y de la confección;

- artículos moldeados, moldeados por soplado, rotomoldeados o moldeados por inyección.